專利名稱：一種電源保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于工業(yè)控制領域，涉及一種實現(xiàn)電源電壓過壓保護及欠壓報警的電
壓保護裝置，尤其涉及一種應用在電腦剌繡機的控制裝置電源端的電源保護裝置，過壓時 通過繼電器控制空氣開關切斷裝置電源，亮紅燈報警，欠壓時通過藍燈報警。
背景技術：
當前市面上電源保護以過電流保護居多，過電壓保護裝置價格高。市面上交流電 220V電源保護裝置以過電流保護居多，如常見空氣開關上有過電流保護功能，當用電裝置 電流超過設定值時，空氣開關自動跳閘，切斷電源，從而起到電源保護作用。電壓保護裝置 相對較少，如市面上的電壓保護繼電器，這些產品的價格較高。已有電源保護裝置存在以下 不足之處大部分為電流保護型，不適用于需要電壓保護的裝置。電壓保護型裝置價格高， 對于需要AC220V電壓保護，而過欠壓精度要求不高的用電裝置，則顯得成本太高。
發(fā)明內容本實用新型解決了現(xiàn)有的電壓保護型裝置價格高的技術不足，本實用新型的發(fā)明
目的是提供一種設計成本較低的，過壓時通過繼電器控制空氣開關切斷裝置電源，亮紅燈
報警，欠壓時通過藍燈報警的電源保護裝置。 為實現(xiàn)本實用新型的發(fā)明目的而提供的技術方案 —種電源保護裝置，包括一復位模塊，所述電源保護裝置包括主控模塊、采樣電路
模塊、報警電路模塊，主控模塊的第一輸入端與采樣電路模塊連接，主控模塊的第一輸出端
與復位模塊的控制電路模塊連接，主控模塊的輸出端與報警電路模塊連接。 根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選技術方案所述用電裝置經復位模塊的工作電路與電源
連接；采樣電路模塊輸入端與電源連接。 根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選技術方案所述主控模塊設有測定數(shù)據(jù)設定模塊，包含 與主控模塊的第三輸入端連接的輸入鍵盤和與主控模塊的第四輸出端連接的顯示屏、采樣 時間存儲單元和采樣次數(shù)存儲單元。 根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選技術方案所述主控模塊設有基準電壓設定模塊，包括 基準電壓的上限下限的存儲單元、與主控模塊的第三輸入端連接的輸入鍵盤和與主控模塊 的第四輸出端連接的顯示屏。 根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選技術方案所述主控模塊第二輸入端經過零檢測電路模 塊與電源連接。
根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選技術方案所述過零檢測電路模塊主要包含一個光耦發(fā) 光管和一個三極管，電源與一個光耦發(fā)光管連接，光耦發(fā)光管輸出端與一個三極管相連接， 三極管集電極經上拉電阻接到主控模塊的第二輸入端，即外中斷0接入端。
根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選技術方案所述采樣電路模塊、過零檢測電路模塊都接 在復位模塊的工作電路之前的電源進線端。[0012] 根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選技術方案所述復位模塊為設有脫扣器的空氣開關。
根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選技術方案所述主控模塊的第二輸出端、第三輸出端分 別與上限報警電路模塊、下限報警電路模塊連接。 根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選技術方案所述上限報警電路模塊、下限報警電路模塊 分別設有報警的紅燈、藍燈。 本實用新型的有益效果裝置可調性大，兼容性好，使用CPU控制能做到既考慮允 許常發(fā)生的瞬間波動，又確保整個裝置不會因為長時間過欠壓而損壞器件，電壓范圍可根 據(jù)需求進行設置，判斷時間也可靈活調整，確保不會因為瞬時波動或者干擾導致報警，影響 整個裝置正常工作，同時對裝置具有保護作用；抗干擾能力強，本實用新型裝置通過正常通 過以下EMC實驗，可以滿足在電網(wǎng)和環(huán)境條件較差的情況下正常工作，對用電裝置起到保 護作用；獨立性好，成本低，只需將該裝置進線連接到需保護的裝置AC220V電源前端，繼電 器控制口線連接到帶脫扣器空氣開關上，則可正常對該用電裝置進行保護，適合作為選配 件使用，該裝置設計為可容±2V電壓波動，因此設計成本較低，非常適用于對電壓檢測精 度不太高的裝置，可節(jié)約成本。
圖1是本實用新型的實施例安裝在保護電路中的結構連接示意圖； 圖2是本實用新型的實施例的電路結構模塊圖； 圖3是本實用新型的實施例的過零檢測電路模塊的電路圖； 圖4是本實用新型的實施例的采樣電路模塊的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。 圖中主控模塊101 ;復位模塊102 ;采樣電路模塊103 ;過零檢測電路模塊104 ;輸 入鍵盤105 ;顯示屏106 ;采樣時間存儲單元107 ;采樣次數(shù)存儲單元108 ;基準電壓的上限 下限的存儲單元109 ;電源110 ;上限報警電路模塊111 ;下限報警電路模塊連接112 ;用電 裝置113 ;復位模塊的控制電路模塊114。 本實用新型裝置應用于電腦剌繡機控制裝置，也可運用于其它需要電壓保護裝置 的裝置上。 如圖1-圖4所示，本實用新型包括一復位模塊102，用電裝置113經復位模塊102 的工作電路與電源110連接。所述復位模塊102為設有脫扣器的空氣開關。設一個主控模 塊101 (CPU)，所述主控模塊101的第一輸入端經采樣電路模塊103與所述電源110連接，所 述主控模塊101第二輸入端經過零檢測電路模塊104與所述電源110連接。所述采樣電路 模塊103、所述過零檢測電路模塊104都接在所述復位模塊102的工作電路之前的電源110 進線端。本實用新型便于安裝，只需將該裝置的進線連接到需保護的裝置AC220V電源110 前端，復位模塊102(繼電器)工作電路(控制口線)連接到設有脫扣器的空氣開關上，則 可正常對所述用電裝置113進行保護，適合作為選配件使用。 所述主控模塊101 (可編程控制器)的所述第一輸出端與復位模塊的控制電路模 塊114連接。[0025] 所述主控模塊101設有測定數(shù)據(jù)設定模塊，包含與所述主控模塊101的第三輸入 端連接的輸入鍵盤105和與所述主控模塊101的第四輸出端連接的顯示屏106、采樣時間存 儲單元107和采樣次數(shù)存儲單元108。使用CPU進行采樣處理，可以通過編程對采樣信號進 行判斷，并延時通過多次采樣，判斷是否屬于正常范圍的波動，如果超出正常范圍則報警保 護。使用CPU控制可做到既考慮允許常發(fā)生的瞬間波動，又可確保整個裝置不會因為長時 間過欠壓而損壞器件。 所述主控模塊101設有基準電壓設定模塊，包括基準電壓的上限下限的存儲單元 109、與所述主控模塊101的所述第三輸入端連接的所述輸入鍵盤105和與所述主控模塊 101的所述第四輸出端連接的所述顯示屏106。所述基準電壓范圍可根據(jù)需求進行設置，判 斷時間也可靈活調整。確保不會因為瞬時波動或者干擾導致報警，影響整個裝置正常工作， 同時對裝置具有保護作用。本實用新型裝置設計為可容±2V電壓波動，因此設計成本較 低，非常適用于對電壓檢測精度不太高的裝置，節(jié)約成本。 所述主控模塊101第二輸出端、第三輸出端分別與上限報警電路模塊111、下限報 警電路模塊112連接。所述上限報警電路模塊111、下限報警電路模塊112分別設有報警紅 燈、藍燈。 所述采樣電路模塊如圖4所示，采樣電壓從整流橋輸出端直接引出，47uF/50V電 解電容起到穩(wěn)定采樣電壓的作用，IK/1W電阻作為電容釋放回路，保證采樣過程的靈敏度。 所述采樣電路模塊為20K及一 3K電阻串連對地采樣。根據(jù)交流電變動，采樣點電壓相應變 化，AC220V時采樣電壓約為2. 2V。采樣值經過一個濾波電容后進入所述主控模塊101的第 一輸入端，即AD采樣口 (VDC_AD)。 所述過零檢測電路模塊如圖3所示，在整流橋前端加一所述過零檢測電路，交流 電正半周過零后，隨著電壓升高開始有電流流經光耦發(fā)光管TLP521，隨著電壓升高，所述光 耦發(fā)光管飽和導通，光耦發(fā)光管的后級增加一個三極管C1815，保證所述光耦發(fā)光管導通截 止有較好的開關特性，所述的三極管集電極輸出端通過上拉電阻接到所述主控模塊101第 二輸入端(外中斷0接線端)。此電路模塊主要是當電壓采樣需要精確采樣每個周期時，可 以通過外中斷觸發(fā)作為依據(jù)進行采樣。 本實用新型工作原理 1.電壓采樣 CPU通過所述采樣電路模塊103，對AC220V進線端進行采樣，并送CPU處理，其中
所述過零檢測電路可以保證采樣周期的精確性。 2. CPU進行A/D (模數(shù))處理 CPU可靈活處理采樣時間和采樣次數(shù)，根據(jù)不同需求界定采樣靈敏度和采樣范圍。 并延時通過多次采樣，判斷是否屬于設定正常范圍的波動，如果超出正常范圍則報警保護。 考慮到既要允許常發(fā)生的瞬間波動，又要確保為整個裝置不會因為長時間過欠壓而損壞器 件，電壓采樣檢測時間可調整(如界定為ls)。保證不會因為瞬時波動或干擾導致報警，影 響整個裝置正常工作，同時對裝置具有保護作用。 3.報警處理 CPU檢測到當前電壓值高于所述基準電壓設定上限值(如AC250V) —段時間(如 ls)，則亮紅燈報警，此時繼電器吸合，繼電器控制空氣開關上的脫扣器作用，使空氣開關跳閘，從而對整個所述用電裝置113起到保護作用。檢測到當前電壓值低于所述基準電壓下 限設定值(如AC180V) —段時間(如ls)，則亮藍燈報警，同樣可根據(jù)需求通過所述繼電器 控制空氣開關跳閘。 作為電源保護裝置，抗干擾能力特別重要，該裝置正常通過以下EMC實驗靜電接 觸放電士6KV，空氣放電士8KV，群脈沖士2KV，電壓跌落，電源適應性等EMC實驗標準。 以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能 認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視 為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求一種電源保護裝置，其特征在于所述電源保護裝置包括主控模塊(101)、采樣電路模塊(103)、報警電路模塊，所述主控模塊(101)的第一輸入端與所述采樣電路模塊(103)連接，所述主控模塊(101)的第一輸出端與復位模塊的控制電路模塊(114)連接，所述主控模塊(101)的輸出端與所述報警電路模塊連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種電源保護裝置，其特征在于用電裝置(113)經所述復 位模塊(102)的工作電路與電源(110)連接；所述采樣電路模塊(103)輸入端與所述電源(110) 連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種電源保護裝置，其特征在于所述主控模塊(101)設有 測定數(shù)據(jù)設定模塊，包含采樣時間存儲單元(107)、采樣次數(shù)存儲單元(108)、與所述主控 模塊(101)的第三輸入端連接的輸入鍵盤(105)和與所述主控模塊(101)的第四輸出端連 接的顯示屏(106)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種電源保護裝置，其特征在于所述主控模塊(101)設有 基準電壓設定模塊，包括基準電壓的上限下限的存儲單元(109)、與所述主控模塊(101)的 第三輸入端連接的輸入鍵盤(105)和與所述主控模塊(101)的第四輸出端連接的顯示屏 (106)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種電源保護裝置，其特征在于所述主控模塊(101)第二 輸入端經過零檢測電路模塊(104)與所述電源(110)連接。
6. 根據(jù)權利要求5所述的一種電源保護裝置，其特征在于所述過零檢測電路模塊 (104)主要包含一個光耦發(fā)光管和一個三極管，所述電源(110)與所述光耦發(fā)光管連接，所 述光耦發(fā)光管輸出端與所述三極管連接，所述三極管集電極經上拉電阻接到所述主控模塊 (101)的第二輸入端。
7. 根據(jù)權利要求1或5所述的一種電源保護裝置，其特征在于所述采樣電路模塊 (103)和所述過零檢測電路模塊(104)都接在所述復位模塊(102)的工作電路之前的所述 電源(110)的進線端。
8. 根據(jù)權利要求2所述的一種電源保護裝置，其特征在于所述復位模塊(102)為設 有脫扣器的空氣開關。
9. 根據(jù)權利要求l所述的一種電源保護裝置，其特征在于所述主控模塊(101)的第 二輸出端、第三輸出端分別與所述上限報警電路模塊(111)、所述下限報警電路模塊(112) 連接。
10. 根據(jù)權利要求9所述的一種電源保護裝置，其特征在于所述上限報警電路模塊(111) 和所述下限報警電路模塊(112)分別設有紅燈和藍燈。
專利摘要本實用新型公開了一種電源保護裝置，用電裝置經復位模塊的工作電路與電源連接，設一個主控模塊，所述主控模塊的第一輸入端經采樣電路模塊與所述電源連接，所述主控模塊的第一輸出端與所述復位模塊的控制電路模塊連接，所述主控模塊的輸出端與報警電路模塊連接；所述主控模塊設有基準電壓的上限下限的存儲單元。本實用新型裝置可調性大，兼容性好，抗干擾能力強，獨立性好，成本低。
文檔編號H02H3/20GK201478787SQ200920135840
公開日2010年5月19日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權日2009年3月24日
發(fā)明者鄭臣艷 申請人:深圳市山龍電控設備有限公司